汽車激光測速系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題來源于天津市社會發(fā)展重點基金資助項目(09ZCGYSF00300)“車速安全實時監(jiān)測系統(tǒng)計量溯源校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的研究”。隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人流、車流、物流與日俱增，道路交通事故居高不下，因此，交通流量控制與交通事故控制已經(jīng)成為交通監(jiān)管實時監(jiān)測系統(tǒng)的重要內(nèi)容，而造成交通擁堵與交通事故最主要的原因便是超速駕駛，故對汽車測速系統(tǒng)進(jìn)行研究具有重要意義。本課題對汽車激光測速系統(tǒng)的主要研究工作如下:
　　 1.對現(xiàn)有測速方法進(jìn)行了

2、分析、比較，分別是地感線圈測速、雷達(dá)測速、視頻測速、GPS測速和激光測速。重點研究的是激光測速:包括脈沖法測速、相位法測速。
　　 2.汽車激光測速系統(tǒng)中激光發(fā)射模塊和激光接收模塊的設(shè)計
　　 激光發(fā)射模塊:分為脈寬整形、驅(qū)動放大、儲能和激光發(fā)射三部分。選擇SPL_ L90作為前端激光發(fā)射二極管，利用FPGA的鎖相環(huán)(PLL)對基準(zhǔn)脈沖進(jìn)行分頻，產(chǎn)生極窄的脈沖信號，經(jīng)過驅(qū)動芯片MIC4452將極窄的脈沖信號轉(zhuǎn)換為大電流信

3、號驅(qū)動SPL_L90，從而發(fā)出脈沖激光。
　　 激光接收模塊:選擇AD500-9型雪崩光電二極管作為光學(xué)接收器件，給出了AD500-9雪崩二極管的高壓反饋供電電路，用Ua733A對電信號進(jìn)行放大，在放大的過程中也放大了噪聲信號，故用MAX913高速比較器對其進(jìn)行脈沖整形。
　　 3.汽車激光測速系統(tǒng)中計時測量模塊和數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計
　　 計時測量模塊:即高精度時間間隔測量模塊，測量方法包括直接測數(shù)法、時間間隔擴

4、展法、時間-幅度轉(zhuǎn)換法等，本文以FPGA為主要邏輯器件，采用脈沖計數(shù)法設(shè)計了高精度時間間隔測量模塊，測量精度達(dá)到1ns。測量范圍達(dá)到1024 ns。
　　 數(shù)據(jù)處理模塊:在FPGA上實現(xiàn)對激光發(fā)射與接收時間間隔進(jìn)行高精度時間間隔采集后，通過SPI總線接口傳送到單片機MCS-51，用單片機MCS-51完成了對其的數(shù)據(jù)處理，并在LCD1602上進(jìn)行了速度顯示。
　　 本文設(shè)計的汽車激光測速系統(tǒng)，可以檢測車速范圍(20～180